低温甲醇洗工艺是指用甲醇作为吸收剂,在-40℃以下的低温条件下对气体中的CO2、H2S、COS等酸性气体组分进行选择性吸收的工艺流程,该流程具有选择性强、吸收效果好、能耗较低等优点,被广泛应用于煤制天然气、煤制甲醇、煤制乙二醇、荒煤气衍生气酸性气体脱除等工艺流程中。同时,由于低温甲醇洗可以适用的压力范围很广,为2.0MPa-8.0MPa,同时对于含HCN、石脑油等杂质的进料也可以净化,针对不同的进料气条件,低温甲醇洗在不同进料条件下都有着广泛的应用。某厂涉及的原料气为煤经过干馏反应产生的两种组成不同的荒煤气经过转化变换反应后产生的衍生气,国内报道处理这类特殊进料气的低温甲醇洗流程较少。该原料气进料压力较低,进料条件为2.5MPa以下,为低温甲醇洗的低压进料条件,由于甲醇对于CO2等酸性气体组分在低压下吸收能力降低,因此设备投资增加,设计难度也会相应提升。衍生气Ⅰ未变换进料气中含碳量仅为8.57%,变换进料气和未变换气进料气中含硫量仅为0.02%,相较于传统低温甲醇洗工艺进料气,含碳量和含硫量都更低,因此要求净化工艺吸收能力更强、对溶剂甲醇吸收硫的选择性和脱除率提出了更高的要求。衍生气Ⅱ中,除了包含衍生气Ⅰ中所含的CO2、H2S杂质以外还含有C2-C4低碳类组分和苯组分,其中低碳类组分需要避免在低温甲醇洗系统内富集,苯组分需要预先脱除避免对后续吸收过程产生影响。同时由于衍生气Ⅱ的进料条件与衍生气Ⅰ除杂质含量以外没有区别,而衍生气Ⅱ的进料条件更加严苛,针对衍生气Ⅱ进行换热网络设计对生产实践有更好的指导作用。在林德一步法低温甲醇洗基础上,针对原料气进料特点和工艺特点,本文设计了三套低温甲醇洗工艺流程。低温甲醇洗Ⅰ采用8塔工艺,低温甲醇洗Ⅱ采用12塔工艺。在计算时首先使用PSRK方法对低温甲醇洗工艺进行全流程衡算,针对关键参数,使用灵敏度分析和设计规定方法,优化工艺流程,使得最终设计工艺满足工艺要求,同时降低生产所需要的成本。利用夹点分析法设计低温甲醇洗工艺Ⅲ,相比低温甲醇洗Ⅱ,冷公用工程消耗减少61.70%,热公用工程消耗61.14%,固定设备投资减少37.89%,说明低温甲醇洗工艺Ⅲ具有更低的能耗和成本。本文针对两种不同进料组成的荒煤气衍生气设计了低温甲醇洗工艺Ⅰ、Ⅱ,通过计算设计,确定了最佳净化方案,对未来相似进料条件的低温甲醇洗流程工程实际应用指明了道路。此外,利用夹点分析法设计低温甲醇洗工艺Ⅲ,优化了设备投资和能耗,为相似的低温甲醇洗工艺节能设计提供了工艺思路,具有良好的应用前景。